摘要：开展《船舶柴油机》这门在线课程，是以培养学生自主学习能力，应用信息技术、教育技术方法和多种学习方式的一种教学模式，为学生提供最佳学习环境，达到提高教学质量和教学效率的目的。经过多年在线教学，长时间不断的反复完善，吸收多人意见，我们团队优化《船舶柴油机》这门在线课程，尤其是课堂教学设计，该环节直接影响和决定学生的学习效果。
关键词：船舶柴油机；定时圆图；工作原理；在线课程
0 引言
《船舶柴油机》这门课程的特点是新出现名词多，课程相对枯燥乏味，不好理解和记忆，这对于学生和教师都是一个挑战。尤其在刚刚接触课程初期，如果教师引导不好，可能会导致部分学生失去学习兴趣。所以教师要根据《船舶柴油机》这门课程的特点，结合目前在推广的在线课程学习，采取有针对的线上线下结合教学设计，完善教学方法。引导和调动课前预习，借用互联网完善巩固，避免死板教学，提高课堂气氛和活跃度。引进激励原则，寓教于乐，利用学校多种教学资源，指引学生了解最新技术和动态。为此，我们团队教师精心设计了各个节点教学，尤其是课堂教学环节。教师在线课堂中的课堂知识点学习辅导、小组讨论的辅导，也包括线上讨论辅导、答疑，帮助学生解决课堂中尚未掌握的学习内容和自学中遇到的困难问题，使之能更好地实行自主学习，以适应混合学习方式，从而提高学习效率。学习中教师角色具有一定的特殊性，能否扮演好每一个角色，关系到学生学习兴趣和学习效果。所以教师要正确定位自己的新角色，这对实施混合学习起着至关重要的作用。下面以《船舶柴油机》第二次课第一节为例进行分析交流，本节课的知识点是：四冲程柴油机的工作原理。
1.课前：
提前在课程通知、微信学习群和学习小组长等方式通知学生在优慕课平台或手机APP上学习相关视频，提出问题，问题可以发在讨论区，也可以发给学生自己所在小组组长，组长汇总发给任课教师。教师在课前做好每次课的任务作业和学习笔记等，学生通过看任务单，明确学习的主要内容和要完成的任务；通过看作业卡，详细了解哪些知识点要以什么样的形式完成、小组讨论的主题是什么；在进行自主学习的过程中要留下痕迹，所以学完一个知识点要做学习笔记；另外学生可以对个人作业完成情况进行自评。对于发在讨论区的话题，老师也会提前给予回复，并准备课堂教学内容。混合学习中，学生要改变之前传统的学习方式，对学生来说会有适应的阶段，在进行自主学习时会遇到各种各样的问题，这时需要教师给予辅导。
2.课中：
因为学生刚刚接触《船舶柴油机》课程，所以要吸引学生的兴趣和注意力，意识到本课程的重要性，跟上学习进度，开启学习通路。根据学生反馈和教师设计思路，开始本课程（课堂时间45分钟）：
（1）10分钟：
课程精讲：四冲程柴油机工作原理对于有些学生不好理解和记忆，所以利用下面两图和动画FLASH等素材要进行精讲，尽量保证所有学生都能够听懂，尤其要针对学生提前汇总的问题。教师鼓励学生提出疑问，当堂解答学生疑问，因为学生个体的问题可能代表了部分的疑虑。
.png)
（2）5分钟：
引导答疑：四冲程柴油机工作原理定时圆图在国内外教材和船舶柴油机说明书上应用了很多年，学生毕业后肯定会遇到。教师收集了部分有关图形，分别进行了引导讲解，同时解决学生的疑问或迷惑。下面是部分工作原理图形和课堂教学照片。
.png)
（3）10分钟：
课程引申：四冲程柴油机工作原理定时圆图虽然已经应用多年，但我们团队教学过程中发现该图形有部分缺陷，比方气阀重叠角，该图形显示在圆图中上止点和下止点都有重叠角。另外传统定时圆图中看上去有两个上止点，这会让学生产生误解，有点不便于理解、记忆和区分，尤其长时间后更容易混淆。
为此，团队教学期间经过不断思考，再经过后期完善，一起改进优化了传统教材中的四冲程柴油机定时圆图，设计了一个新图形，并命名为四冲程柴油机定时坐标图，参见下图。
.png)
该四冲程柴油机定时坐标图明显区别于传统图形，教师介绍该图形中的关键节点：A为发火上止点，此时进、排气阀均处于关闭状态；B为排气阀开启时刻，此时进气阀处于关闭状态；C为进气阀开启时刻，此时排气阀处于开启状态；E为排气阀关闭时刻，此时进气阀处于开启状态；F为进气阀关闭时刻，此时排气阀处于关闭状态。CE阶段是气阀重叠角。老师课堂上要进行精心解读，见下面课堂时学生拍摄的教学照片。
.png)
利用这个图形取代了传统定时图用于教学，图形简单直观好理解，学生普遍反映良好。从图中可看到，只有在换气上止点D点处进排气阀有重叠，上止点A点处没有气阀重叠角,两个上止点间隔了360度曲轴转角，而在两个下止点位置进排气阀是没有重叠的，该图形很好地规避了前述所讲传统四冲程柴油机定时圆图中的部分缺陷。
（4）5分钟：
答疑解惑：对于课前学生提出有关柴油机定时坐标图的问题进行答疑，并解决课堂上学生的疑问。将传统图形和团队的坐标图放在一起比较讲解，见下面课堂照片。
.png)
（5）5分钟：
课程拓展：（1）多缸柴油机中各个气缸位置应用与定时坐标图中，见下面课堂照片。
.png)
（2）讲解四冲程柴油机定时坐标图的部分应用，然后出题考核验证学生掌握的情况。
选择题题目：某四冲程机6缸发火顺序为1-5-3-6-2-4，当1缸处于发火上止点时，2缸处于（ ）行程。
A.进气行程 B.压缩行程 C.膨胀行程 D.排气行程
该种题型在传统方法方法中，其他院校老师多会使用下面图形讲解，但是效果很差，题目稍有变化学生就不会做了。
.png)
而利用我们团队开发的定时坐标图就非常容易好理解，而且团队还找到了一个该类题型的做题技巧，总结为万能的四个字“前进后排”，做题也变得非常容易，。根据万能的“前进后排”前面那个题目很容易就知道选择D。
定时坐标图的课程拓展也为后续船舶柴油机后续学习打下了良好基础，团队发现，该图形可以应用于船舶柴油机多项知识点的学习，差不多贯穿了该课程。而且该定时坐标图也可以用到本专业其他课程（如船舶电气与自动化）的学习。
（6）5分钟：
开发脑洞：引导学生继续开发优化传统四冲程柴油机工作原理定时圆图，打开脑洞，分组讨论，这个过程我们团队认为非常重要。因为学生掌握了柴油机的原理才可以完成这个过程，我们也没有要求每组必须有过程结果。但是学生也给了我们一些惊喜，下面是学生改进设计的部分四冲程柴油机工作原理定时图。（注：图形是学生课后在老师引导下逐步完善的）。
.png)
上面最后两个图中，学生把一个圆定义为720°，不是传统的360°，脑洞彻底打开。我们把它定义为四冲程柴油机优化定时圆图，这个图形用途广泛，超级神奇，情理之中，意料之外，我们老师也很惊讶。
（7）5分钟：
本节课程知识点小结，总结定时坐标图设计的优点：换气过程表示清晰，读者可以通过本图熟悉掌握换气过程的各个阶段，记忆各个阶段的特点；换气过程与曲轴转角相结合，有利于分析涉及曲轴转角与换气过程的问题。引导学生展开思路，不要拘泥于教材和传统事物，避免僵化学习，保持一种活力。
3.课后：
通知学生完成测试题和作业，发布相关讨论话题，引导学生继续参与讨论，教师积极回复，加强理解和记忆；鼓励学生发表话题，提交读书笔记和作业，其他学生可以学习参考交流，互相促进，让学生知识点再次升华。传统的四冲程柴油机的定时图仅局限于气阀正时图，而我们团队设计的定时坐标图可以设计出柴油机其他过程的定时图。根据柴油机工作原理中的重要过程，例如燃油的喷射过程、燃烧过程、换气过程、强制制动和柴油机启动等内容，坐标图贯穿了柴油机的学习过程，所以要求学生要好好掌握。同学们设计的四冲程柴油机优化定时圆图，也可以分析比较多个过程，甚至更有利于综合分析研究相关问题。所以教师及时的进行点评解析，鼓励学生积极性，引导学生尝试去解决遇到的问题，培养学生自己解决问题的能力，因为解决问题的过程就是学习过程，所以教师在课堂上和线上都要扮演引导者角色。
4.教师后语：
在线课程的课堂教学已不是教师全程讲授，而是引导学生提高学习成果、对问题进行探讨、表述对问题的理解或观点、交换学习心得等，课堂中教师主要是对学生点拨和引导学习。学生利用本课堂开发的四冲程柴油机优化定时圆图，我们引导学生在杂志发表了有关论文，2019年参加《全国大学生船舶能源与动力创新大赛》，获得设计类二等奖，另外还设计了一个教学工具，已经在申请专利。学生在老师精心设计课程引导下，突破常规思路，挑战权威，学生团队自己完成了设计，我们教师团队也很有成就感和自豪感，谢谢我们的学生。教师要控制和管理课堂中涉及到的人、环境、资源和技术等因素。设计课堂教学环节，每个环节应该多少时间、课堂中不同教学环节应该采用怎样的交互，教学媒体使用等，每种课程和知识点应该不是千篇一律的，这些都需要教师进行负责管理优化，保证教学效果。
参考文献：
[1]中国海事服务中心.主推进动力装置.大连海事大学出版社
[2]于春燕/郭经华.MOOC与混合教学理论及实务.清华大学出版社